La membrane cellulaire: Structure et fonction

Résultat d’apprentissage: décrire le
modèle de la structure mosaïque fluide
des membranes cellulaires et expliquer la
dynamique du transport passif ainsi que les
processus d’exocytose et d’endocytose.
LA MEMBRANE CELLULAIRE:
STRUCTURE ET FONCTION
SBI4U
L. KUTCHAW
2013 (MODIFIÉ 2014)
UNE MOSAÏQUE FLUIDE
HTTP://MONDE.CCDMD.QC.CA/RESSOURCE/?DEMANDE=DESC&ID=50250
Source :
"Principes de
Biochimie"
Horton et al.
(1994)
• Composition:
• Une bicouche de phospholipides (mouvement latéral à une
vitesse de 2m/s, rotation et changement de place avec les
phospholipides voisins)
• Des protéines transmembranaires, périphériques et intrinsèques
(le mouvement latéral est beaucoup plus lent)
• Des glucides à l’extérieur seulement (pour la communication
intercellulaire)
1970 : FRYE & EDIDIN : LES PROTÉINES
DIFFUSENT LIBREMENT DE MANIÈRE
LATÉRALE DANS LA MEMBRANE
CELLULAIRE
• L’expérience
• Les protéines
membranaires
des souris ont été
marquées avec
un anticorps de
fluorescence
• Les protéines
membranaires
des humains ont
été marquées
avec un anticorps
de rhodamine
Production d’un
hétérocaryon à l’aide d’un
virus
Page 15 http://www.ulb.ac.be/sciences/physcell/pdf/cours/2010-2011/BMOL-F-402_10_11_02b.pdf
SUITE…1970 : FRYE & EDIDIN : LES PROTÉINES
AUSSI DIFFUSENT LIBREMENT
• Le résultat:
• Après 120 minutes,
toute la
membrane
démontre des
protéines de
chaque source
(souris et humaine)
distribuées de
manière
homogène dans la
membrane.
SINGER ET NICOLSON 1972 PROPOSENT
LA THÉORIE DE LA MOSAÏQUE FLUIDE
• La membrane plasmique est constituée d'une bicouche
lipidique, de protéines et de glucides associés de diverses
manières à la bicouche.
• Science. 1972 Feb 18;175(4023):720-31.
• http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/4333397?report=abstract
COMPARAISON ENTRE LE MODÈLE
PROPOSÉ EN 1972 ET CELUI PROPOSÉ
EN 2006
• http://www.ulb.ac.be/sciences/physcell/pdf/cours/
2010-2011/BMOL-F-402_10_11_02b.pdf (p. 16)
• <<lipid raft>> domain particulier hétérogène composé de
protéines et de lipides
• <<lipid shell>> lors de la synthèse de la protéine il semble
que certaines d’entre-elle sont directement associé aux
lipides, ceux-ci permettent de modifier la structure à 3D et
détermine l’orientation de la protéine dans la membrane
cellulaire.
• La composition en protéine varie selon le type de
cellule: (voir les deux exemples)
P. ex. La membrane interne de la mitochondrie
contient 76% de protéines
P. ex. La membrane d’une gaine de myéline contient seulement 18%
de protéine (la forte concentration en lipides permet d’isoler le flux
électrique d’un neurone)
LA FLUIDITÉ DE LA MEMBRANE
• Le rôle des phospholipides
insaturés:
• Plus la membrane est
composée de phospholipides
insaturés, plus que la
membrane est fluide
• Le rôle de la température:
*Certaines plantes peuvent
modifier la composition de leurs
membranes selon les saisons.
• Une augmentation de
température augmente la
fluidité de la membrane.
• Une diminution de
température à un point
critique peut solidifier une
membrane (plus que la
membrane est composée de
phospholipides saturés, moins
qu’elle peut maintenir une
fluidité aux températures
faibles)
LE RÔLE DU CHOLESTÉROL: UN
STÉROÏDE
• http://www.sciencedire
ct.com/science/article/
pii/S0011224005000921
• http://www.sciencedire
ct.com/science/article/
pii/S0005273610000301
• Le groupement
fonctionnel: -OH donne
à la molécule une
caractéristique
hydrophile
• Presque d’absent chez les
procaryotes
• Abondant chez les
plantes
• Présent chez les
mammifères
LE TRANSPORT MEMBRANAIRE
Concentration
élevée
Concentration
faible
LA DIFFUSION SIMPLE
• Processus passif (n’utilise pas d’ATP)
• Dans le sens des concentrations fortes
vers les concentrations faibles, jusqu'à
équilibre des concentrations de part et
d'autre de la membrane.
• La molécule doit être hydrophobe (ou
apolaire), donc soluble dans la
membrane cellulaire.
• Si la molécule est polaire, elle doit être
suffisamment petite pour diffuser
passivement.
• Le taux de diffusion est proportionnel au
gradient de concentration. C’est-àdire, plus la différence de concentration
d’oxygène est élevée dans le milieu
extracellulaire (comparé à sa
concentration intracellulaire)  plus
d’oxygène entrera dans la cellule
rapidement.
• http://ead.univangers.fr/~jaspard/Page2/COURS/3CoursdeB
iochSTRUCT/7Transports/1Transports.htm
LA DIFFUSION
FACILITÉ
• Transport passif
• Le mouvement net repose sur un gradient de concentration
(fort  faible) comme la diffusion simple.
• Le mouvement ne se fait pas directement à travers de la
membrane, mais plus tôt par voie d’un canal protéique ou
un canal ionique (une sorte de porte ouverte).
• Un canal protéique ou un canal ionique est spécifique à un ion ou
une petite molécule.
• Aucune transformation dans la forme de la protéine n’est requise pour
permet la diffusion facilitée.
LA DIFFUSION FACILITÉ
• Les transporteurs peuvent
être des uniports (laisse
passe la molécule en
une seule direction), des
symports (laisse passer
deux molécules de
nature différente dans la
même direction) ou des
antiports (deux
molécules de nature
différente dans les
directions opposées)
TRANSPORT ACTIF
• Nécessite l’ATP ou un gradient de concentration
électrochimique (le transport est couplé)
• Transport de molécule contre un gradient de
concentration
• Ex. permet
l’influx d’un
neurone
• Les influx
nerveux
dépendent
des pompes
Na+/K+
ATPase ainsi
que les
canaux
ioniques K+ et
Na+.
TRANSPORT ACTIF POUR LE SUC
GASTRIQUE DE L’ESTOMAC
• Les ions d’hydrogène sont transportés contre leur
gradient de concentration.
• H+/K+ ATPase permet le transport
RÉSUMÉ
• Dans une bicouche de phospholipides, les acides gras sont
orientés un vers l’autre tandis que la tête polaire s’oriente vers
l’extérieur de la couche.
• Les bicouches de phospholipides de toutes les membranes
contiennent des protéines, des glycoprotéines, du cholestérol
et autres stéroïdes et des glycolipides.
• Toute membrane cellulaire referme un compartiment et a une
face intracellulaire et extracellulaire.
• Les membranes sont asymétriques. C’est-à-dire, l’orientation
des protéines intégrales est spécifique à une face de la
membrane et la présence des glycolipides sont exclusivement
présents sur la face extracellulaire.
• La plupart des protéines et des lipides se déplacent de façon
latérale dans une membrane donc les membranes cellulaires
sont des mosaïques fluides
RESSOURCE SUPPLÉMENTAIRE
Résumé de la membrane cellulaire:
http://cellule.ccdmd.qc.ca/index.php?nh=18
Le transport actif:
http://cellule.ccdmd.qc.ca/?nh=18,31
Source primaire (complexe)
• http://www.benthamscience.com/open/tobioj/arti
cles/V003/SI0015TOBIOJ/32TOBIOJ.pdf

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